固液界面高分子吸附的格点密度泛函

提出一个固液界面高分子吸附的格点密度泛函理论。该理论解释了相邻格点的相互作用以及由高分子链连接导致的长程相关性。在均相混合Helmholtz自由能和简单加权方法的基础上,构建了一个包含局域和非局域贡献的Hemholtz自由能泛函。该理论所预测的密度分布与计算机模拟结果吻合很好,与Scheutjens-Fleer理论结果相比有明显的改进。     

甲醇-乙二醇二元混合液密度和粘度的测定及关联

利用比重瓶和乌氏粘度计,测定了288.15~303.15 K条件下甲醇-乙二醇二元混合液的密度和粘度,并拟合了密度、粘度与组成和温度的计算方程。分别计算了超额摩尔体积和超额粘度,在实验温度范围内,超额摩尔体积和超额粘度均为负值,说明甲醇与乙二醇混合产生负偏差,不同温度下的超额摩尔体积与组成的关系可以用多项式进行回归,超额粘度与组成的关系可以用Redlich-Kister方程进行关联回归。本文结果为工程设计提供了参考依据。     

界面处理对聚丙烯/玻璃微珠体系流变性能的影响

研究了偶联剂(KH 550)和马来酸酐接枝聚丙烯(M PP)表面偶联反应对聚丙烯(PP)/玻璃微珠(GB)复合材料界面形态和流变性能的影响。采用ARES型旋转式流变仪和扫描电镜(SEM)对材料的熔体粘度、动态特性以及界面形态作了研究。实验结果表明:玻璃微珠对材料有增加模量和粘度的作用,并且GB含量越高材料的模量和粘度就越高。使用KH 550偶联剂处理GB后,其表面变得更为粗糙,且体系相容性未得到改善,材料的粘度与模量有所上升。在基体中加入少量能与KH 550反应的低分子量M PP,虽然体系相容性得到了改善,但是降低了粘度;然而KH 550与M PP界面反应形成的“聚合物刷”又具有增粘作用,因此体系中增粘作用和降粘作用相互竞争。实验证明降粘作用为主导作用,体系粘度下降。     

基于变精度粗糙-模糊集模型的诊断知识获取

提出一种基于变精度粗糙-模糊集模型的诊断知识获取算法,利用相似性聚类方法自动获取模糊隶属函数,将连续属性表示成模糊值,通过定义模糊相似关系和模糊相似类给出了变精度粗糙-模糊模型的近似表示,并引入蚁群算法求取模糊相似关系下的属性约简,进行诊断知识的获取。将其应用于精对苯二甲酸生产过程尾氧浓度故障诊断知识获取中,结果表明:该算法可以从故障数据中提取更客观有效的诊断规则,在实际故障诊断中具有很好的应用价值。     

SBS改性浅色沥青胶结料的流变性能

采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）和乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）复合改性C9树脂和高含量芳烃减压馏分油获得了浅色沥青胶结料,对比考察了国内外同类产品和70#基质沥青族组成和流变性能。研究结果表明：EVA和SBS可明显改善浅色沥青胶结料的针入度、软化点和延度;添加SBS后浅色沥青胶结料的动力黏度变大,损耗因子的变化幅度变小,温度敏感性能有较大改善。动态剪切和应力流变测试结果表明,加入SBS后浅色沥青胶结料复合模量略有改善,损耗因子在50℃附近出现明显拐点,抗车辙性能有较大改善。蠕变性能分析结果表明,SBS改性浅色沥青胶结料的形变和恢复率可达70#基质沥青水平,胶结料形变恢复率明显提高。     

含芳香侧链梳形聚合物对沥青质聚集行为的影响

选取了在聚马来酸酐-α-烯烃侧链接枝芳香基团（苯胺、萘胺及2-氨基苯并咪唑）的梳形聚合物（AMAC、NMAC和MACB）。利用UV-vis、浊度仪、动态光散射（DLS）、偏光显微镜分别表征了3种梳形聚合物对沥青质的初始沉淀点、粒径分布和聚集行为的影响。结果表明,添加质量浓度为50 mg/L的同等接枝率的聚合物对沥青质的分散效果为：NMAC > AMAC > MACB;沥青质在模型油中的"初始沉淀点"最大增幅约为20%;平均粒径减小一半,且分布变窄;其微观聚集状态也由高聚集尺寸的絮凝态向低聚集尺寸的分散态转变。梳形聚合物能使沥青质更稳定地分散悬浮,对稠油的采输有现实的应用意义。     

活性炭基疏水性固体酸催化剂的制备及其在乙醇酯化中的性能

通过椰壳基活性炭（AC）来负载硫酸锆（ZS）,制备得到催化剂ZS-AC,然后用硅烷对其进行疏水改性,制备得到疏水性的酯化反应催化剂。实验发现烷基链长度对催化剂的疏水性能影响较大,液固接触角由小到大依次为ZS-AC（40.5°） < ZS-AC-C₄（94.7°） < ZS-AC-C₇（121.2°） < ZS-AC-C₈（136°）。在105℃反应温度下考察了上述4种催化剂的反应活性和重复使用性能。结果显示,随着烷基链长度的增加,催化活性也随之增加,其中经C₇H₁₆O₂Si改性过的ZS-AC-C₇具有最高的催化活性和稳定性。当酸醇物质的量之比为4：1,催化剂与醇的质量比为12%,反应时间为4.5 h时,乙醇达到最大转化率98.8%,乙酸乙酯的收率达到97.2%,接近化学平衡。经过疏水处理过的催化剂重复使用4次后依然可以保持较高的催化活性。     

螺旋管强化传热的CFD模拟与优化

在长度500 mm的螺旋管中,采用计算流体动力学（CFD）技术对椭圆形螺旋管、圆形螺旋管和旋转角螺旋管的传热性能进行了模拟计算。计算结果表明,旋转角螺旋管具有较好的传热性能。在旋转角螺旋管中有0°、15°、30°、45°、60° 5种不同的旋转角结构,其中以30°旋转角螺旋管的传热性能最好。以30°旋转角螺旋结构为基础,模拟了24°、26°、28°、32°、34°、36°等不同的旋转角螺旋结构,得到32°旋转角螺旋结构为最优,该结构螺旋管的出口温度比椭圆形螺旋管提高了19.50%,比0°旋转角螺旋管提高了11.68%。同时通过对椭圆形螺旋结构、圆形螺旋结构和32°旋转角螺旋结构进行压力和速度模拟,计算结果显示32°旋转角螺旋结构有更佳的压力分布和速度分布。     

聚氨酯反应挤出过程的数值模拟

采用三维有限元数值模拟结合标量混合分析方法,研究了反应物进料状态、转速及进料单体物质的量之比对聚氨酯在双螺杆挤出机中反应挤出过程的影响。反应进程不仅受停留时间控制,还与组分的均化程度有关。受组分浓度分布的影响,相比于预混进料,采用非预混进料方式导致反应程度较低;提高螺杆转速虽可加速均化过程,但却导致物料在挤出机中的停留时间缩短,因此需结合反应混合特性选取最优转速。通过数值模拟发现,采用90 r/min转速能达到较高反应程度。另外,模拟计算了不同预聚程度进料对反应挤出过程的影响。结果表明,采用二次投料法可阶段性控制聚合反应程度,提高反应挤出过程的稳定性,同时也便于为不同反应阶段的黏度范围匹配对应的反应器。     

稀土三元/TMAF体系催化二氧化碳与环氧丙烷交替共聚及机理研究

在稀土三元催化体系（三氯乙酸钇-二乙基锌-甘油）中加入相转移剂四甲基氟化铵（TMAF）,并用于催化二氧化碳和环氧丙烷交替共聚。采用核磁共振（¹H-NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）、差示扫描量热（DSC）、热重分析（TG）和原位傅里叶转换红外光谱（in situ FT-IR）等对聚合过程和产物结构性能进行表征分析。采用基于密度泛函理论（DFT）的分子模拟方法对聚合起始步骤链增长机理进行探究。研究结果表明：稀土三元/TMAF催化体系可以在不改变聚合特征和共聚物结构性能的情况下,得到高达4 740.6 g/mol（1 mol Zn催化得到聚合物的质量）的催化活性,且将催化剂诱导期从100 min缩短至20 min。机理研究表明：环氧丙烷的插入步骤为反应的速控步骤,且该步骤所需克服的吉布斯自由能能垒随模型催化剂活性锌中心的自然成键轨道电荷的增加而降低,环状链增长机理中二氧化碳的插入并“返咬”成环所需克服的吉布斯自由能能垒很高,进一步证实了二氧化碳和环氧丙烷共聚反应更倾向于遵循链状链增长聚合机理形成聚碳酸亚丙酯。